Удивительные истории о мозге, или Рекорды памяти коноплянки - Лоран Коэн

Также специалисты утверждают, что слоны обладают хорошо развитой социальной памятью.

У слонов существует хорошо структурированная социальная организация. Они образуют семьи, которые затем группируются в кланы, между которыми также устанавливаются отношения. Более того, слоны живут долго, и старые особи наслаждаются всеми благами, которые им дают семейная жизнь и социальные внутриклановые отношения. Все это предполагает, что слоны могут хранить в памяти и узнавать многих своих родственников и уметь отличать, например, собственного племянника от члена соседнего стада.

«Неужели слоны на самом деле обладают такими способностями?» – спросите вы.

И я отвечу на ваш вопрос положительно. Этологи записали рев слонов и дали прослушать эту запись другим слонам, используя для этого замаскированные в саванне громкоговорители. Они наблюдали за поведением слонов, находившихся в пределах их слышимости. Ученых интересовало, приблизятся ли те к громкоговорителям, ответят ли на звуковые сигналы других слонов? И вот что им удалось выяснить. Слоны, с одной стороны, хорошо различают «голоса» членов собственной семьи и членов своего клана, находящихся на значительном удалении, а с другой – отличают их от «голосов» незнакомцев. Приняв во внимание размеры семей, ученые, опираясь на свои наблюдения, пришли к выводу, что слоны лишь по «голосам» могут узнавать до ста особей. И что они помнят рев каждого из «своих» чуть ли не всю жизнь. Подтверждением этому стал следующий эксперимент. Исследователи выяснили, что после прослушивания записанных на магнитофон «голосов» давно умерших сородичей на некоторые из них слоны реагировали как на знакомые. Интересно, что их замечательная социальная память способна хранить не только «голоса», но и другие признаки. Так, слоны распознают запах мочи своей матери, с которой расстались пятнадцать лет назад.

Известны ли специалистам физиологические механизмы этой уникальной памяти?

Мне кажется, что в целом память слонов функционирует по типу человеческой. А их гиппокампы имеют внушительные размеры и покрыты складками[3].

Итак, уникальная память слонов не является легендой. И поскольку сейчас мы говорим именно о них, хотелось бы узнать, в каких случаях эти животные могут проявлять свои интеллектуальные способности.

При необходимости слоны могут пользоваться некоторыми инструментами. Например, махать веткой, чтобы отогнать мух, которые их донимают. Но, увы, этим, пожалуй, все и ограничивается. А продолжают нас удивлять именно их социальные отношения: слоны помогают своим сородичам, оказавшимся в затруднительном положении, проявляют интерес в отношении трупов и скелетов последних, они также являются одним из редких видов животных, которые рассматривают свое отражение в зеркале.

Может возникнуть резонный вопрос: «А почему ученые считают, что слоны узнают свое отражение в зеркале?»

Ответ на этот вопрос дал простой и гениальный по изобретательности эксперимент, который заключался в следующем: на лбах трех азиатских слонов начертили по огромному белому кресту, после чего начали следить за тем, как они станут себя вести, глядя на свое отражение в зеркале, установленном в их вольере в зоопарке.

Далее произошло следующее.

Прежде всего, белый крест слонов сильно заинтересовал. И они принялись рассматривать его оборотную сторону, чтобы понять, не скрывается ли кто-нибудь за ним. Далее они начали паясничать перед зеркалом, чтобы разобраться, как эта странная штука функционирует. Занимались этим все три слона, но один из них пошел еще дальше и дотронулся хоботом до отметины на своем лбу. Иначе говоря, он, по-видимому, понял, что слон в зеркале – это не кто иной, как он сам. Что касается всех остальных животных, то только человекоподобные обезьяны и дельфины способны воспринимать собственное отражение, хотя недавними исследованиями установлено, что сороки, вероятно, также обладают этим свойством.

Все это выглядит довольно спекулятивно, но способность спонтанно рассматривать себя в зеркале предполагает, что слоны могут в каком-то смысле дистанцироваться от самих себя и воспринимать мир как бы со стороны, с точки зрения других своих соплеменников.

Таким образом, несмотря на огромную дистанцию, разделяющую наши два вида, у нас со слонами есть много общего: хорошая память, развитая социальная организация и даже, может быть, понимание того, что смерть существует.

7. Новые нейроны, новая память?

Говорят, что мы ежедневно теряем бессчетное количество нейронов, то есть нервных клеток, из которых состоит наш мозг, и что в то же время мы не воспроизводим новые. Это предположение не может нас не беспокоить, но так ли это на самом деле?

В ходе развития человеческого эмбриона происходит дифференциация и увеличение числа нейронов до тех пор, пока их количество не достигнет сотен миллиардов клеток, формирующих наш мозг. До недавнего времени действительно существовала гипотеза, согласно которой воспроизводство нейронов прекращается незадолго до рождения ребенка. Эту идею впервые выдвинул Сантьяго Рамон-и-Кахаль, великий ученый, один из отцов-основателей нейробиологии, получивший в 1906 году Нобелевскую премию. Он описал организацию нервной системы человека на микроскопическом уровне и проиллюстрировал свою теорию собственноручно сделанными уникальными рисунками. Он полагал, что раз уж развитие мозга заканчивается еще до рождения ребенка – значит, в мозге взрослого человека все остается неизменным. И в подтверждение этой своей идеи Рамон-и-Кахаль писал:

«Источники роста иссякли, все умирает, и ничто не возрождается. И главной задачей науки будущего является поиск решения, как обойти эту фатальную неизбежность».

На чем же базируется утверждение, что мозг человека – это некое застывшее образование?

Существует множество аргументов в пользу этой идеи. С одной стороны, мы видим, что любые повреждения мозга очень медленно восстанавливаются. После заживления царапины на коже не остается никаких следов, возможна регенерация печени, но наш мозг, к сожалению, такими свойствами не обладает. С другой стороны, если рассматривать мозг как идеальный и очень сложный часовой механизм, то даже малейшая ржавчина (либо ее изъятие) может нарушить превосходно отлаженный и доведенный до совершенства ход этого механизма. А в заключение остается добавить, что с технической точки зрения у нас только недавно появилась возможность изучать процесс возобновления нейронов в мозге живого человека. Во времена Рамона-и-Кахаля таких технологий просто не было.

Вы спросите: хочу ли я сказать, что совершен некий прорыв и учеными доказано, что нейроны в мозге взрослого человека могут возобновляться?

Действительно, было замечено, что в мозгу взрослых животных (включая человека) нейроны обновляются на протяжении всей жизни, по крайней мере, в двух раздельных зонах: в обонятельной луковице (рисунок 4), которая участвует в восприятии запахов, и в гиппокампе, важность которого в обучении и запоминании нам уже известна. В шестидесятых годах прошлого века было обнаружено, что в гиппокампе взрослого человека клетки постоянно воспроизводятся, а десятью годами позднее ученые установили, что речь идет именно о нейронах, то есть о нервных, а не о глиальных клетках, которые обеспечивают метаболические процессы в нервной ткани и также осуществляют защитную функцию.

Рис. 4. Обонятельные луковицы, расположенные в области нижних поверхностей лобных долей над носовыми полостями, являются, наряду с гиппокампами, зонами головного мозга, в которых обновление нейронов продолжается и по достижении человеком взрослого возраста

Выполняют ли эти «новые нейроны», которые формируются в мозгу взрослого человека, какие-либо дополнительные функции?

Исследуя мозг певчих птиц, ученые установили, какие функции возлагаются на эти «новые нейроны». Для примера возьмем канарейку. Каждый год самцы этой певчей птички обновляют свой репертуар, и «разучивание» ими новых «песен» обеспечивается, в частности, за счет формирования новых нейронов, которые развиваются и подключаются к структурам мозга канарейки, отвечающим за пение. Распространив данные исследования на грызунов, ученые пришли к выводу, что обновление нейронов играет большую роль и в их среде. Как только исследователи заставляли крысу выполнить задачу, в решение которой вовлекался гиппокамп (например, найти дорогу в лабиринте), так сразу начинался количественный рост нейронов. Короче говоря, пролиферация нейронов играет большую роль в консолидации воспоминаний.

Только что мы говорили о мелких представителях животного царства – о канарейках и крысах. Их нейроны обновляются и по достижении ими взрослого возраста. И эти новые нервные клетки задействованы в процессе формирования воспоминаний и в обучении. Возникает логичный вопрос: «Относится ли все вышесказанное также и к человеку?»